由日本理化學研究所開拓研究總部伊藤奈米醫學工學研究室的客座研究員森島信裕，主任研究員伊藤嘉浩等人組成的共同研究團隊，開發出了可以靈敏地檢測出細胞内產生的細小傷害和慢性壓力狀態，並以此研究它們對細胞增殖和風化作用的影響的方法。
研究團隊利用能夠同時處理多個樣品的蛋白質陣列法，透過反復測量一個樣品，來精密量化受到輻射照射的細胞内部蛋白質。通常爲使用蛋白質陣列法，需要使用自動陣列製作裝置（陣列），製作出將細胞提取液樣品一點點地排列在基底層上的樣品組（陣列），這種方法雖然效率高，但是可用於研究的陣列種類有限。而且，一個陣列上的點數爲數百到一千左右。因此，在柴崎製作所的協助下，研究團隊新開發了在手掌大小的基底層上製作陣列的點陣儀。
圖1 用蛋白質陣列法進行多次蛋白質定量測量（供圖：理化研究所）
新開發的點陣儀具有相當於384孔樣品板的一半大小的印模頭（192針），能夠在三維空間内自動控制其運動。將放入樣品板中的細胞提取液蘸在印模頭的針尖上，再塗覆在構成基底層的7×8.5釐米的硝酸纖維膜上。透過一點點地錯開並重復塗覆細胞提取液的點位等動作，可以製作最大約7000個點的陣列。
研究團隊利用該點陣儀，並使用京都大學輻射生物研究中心的低劑量/低劑量率照射裝置，對低劑量率的輻射對細胞的影響進行了研究。他們用γ射線照射人源性纖維母細胞50小時，對比了照射過的細胞和未照射的細胞中用於緊迫反應指標的細胞内蛋白質的量。照射的γ射線的劑量率爲每分鐘1毫戈雷。
爲精確定量蛋白質，在1次照射實驗中用4片培養皿各製備（多重測定）4個該蛋白質的細胞樣品，將各個細胞樣品在基底層上點8次（反復測定）。由此，每1個實驗情境可製作32個點。另外，他們改變日期重複2次相同的照射實驗（共計3次），製作出了每1個實驗情境共計96個點的陣列。同理，按研究的蛋白質種類的數量製備了蛋白質陣列。
在這樣得到的蛋白質陣列中加入特異抗體，使其與點主記憶體在的特定蛋白質結合。透過抗體檢測用螢光試劑使結合後的抗體發光，透過螢光的強弱測定了抗體結合量，即分析物件蛋白質的量。透過將所有細胞樣品排列在同一基底層上，在均勻條件下成功量化了蛋白質。
森島客座研究員表示：「將來我們希望利用相同手法嘗試來研究低於本次輻射水平的輻射對生物造成的影響。這種方法有望透過適當選擇分析物件蛋白質，用於分析藥物、環境等引起的微小細胞傷害和慢性壓力。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Genes to Cells
論文：Analysis method of cellular stress caused by intermediate dose-rate irradiation using a cell lysate array technique
DOI：10.1111/gtc.13011
